Чаще всего основателем вторичной опухоли становится не одиночная клетка, а целая группа злокачественных «колонизаторов».

Про метастазы знают все: одна из самых неприятных особенностей злокачественных опухолей – их способность рассылать собственных «послов» в самые разные ткани и органы. «Послами» работают клетки, покинувшие родную опухоль и отправившиеся блуждать по кровеносным и лимфатическим сосудам; найдя какое-нибудь подходящее место, такие клетки останавливаются и дают начало новой опухоли.

Клетка рака молочной железы. (Фото Visuals Unlimited / Corbis.)

Метастаз в лёгких мыши, пришедший сюда от опухоли молочной железы; злокачественные клетки светятся зелёным и красным. (Фото Breanna Moore, Cheung laboratory, Fred Hutchinson Cancer Research Center.)

Всегда считалось, что такие «колонизаторы» ходят поодиночке. Однако со временем накапливалось всё больше данных о том, что это не так. И вот исследователи из Института Джонса Хопкинса решили прямо проверить, в каком виде метастазные клетки странствуют по организму. Суть эксперимента была в следующем: брали двух мышей, одну – с опухолью молочных желёз, другую – без, и пересаживали опухоль от одной к другой.

Фокус заключался в том, что больная мышь несла дополнительную генетическую модификацию, из-за которой её клетки при облучении определённой длиной волны светились зелёным или красным. То есть опухолевые клетки, оказавшиеся в здоровом животном, легко можно было найти по свечению. Затем оставалось только наблюдать, как в новой мыши будут распространяться светящиеся метастазы от пересаженной опухоли – по интенсивности излучения можно было определить, сколько клеток светится в том или ином месте.

В статье в PNAS Эндрю Ивальд (Andrew J. Ewald) и его коллеги пишут, что большая часть клеток-«колонизаторов» отправлялись в дорогу не одни, а целой компанией, или, если угодно, бандой; одиночек среди них было всего 3%. Метастазы от рака молочной железы обычно появляются в лёгких, однако авторы работы наблюдали за раковыми клетками не в пункте назначения (так как тогда трудно было бы понять, то ли это только что прибывшие клетки, то ли они уже успели укорениться и начали разрастаться), а рядом с первичной опухолью. Очевидно, что светящиеся клеточные комки, которые появлялись в расположенных около неё кровеносных сосудах и тканях, как раз только-только сформировались и были ещё в начале своего путешествия.

Дальнейшие опыты показали, что раковые клетки не просто так сбиваются в группы. Когда их поместили в специальный питательный гель, имитирующий ткани вокруг молочной железы, то именно кластерам клеток чаще всего удавалось дать начало большой колонии: в геле «вторичная опухоль» от клеточной группы возникала в 15 раз чаще, чем от одиночной клетки. Когда то же самое повторили в мышах, то разница оказалась ещё сильнее: кластеры превращались в большие опухолевые очаги в 100 раз чаще, нежели клетки-одиночки.

То есть «колонизаторам» ходить группой действительно выгоднее. По словам исследователей, в странствующих клеточных кластерах высок уровень белка K14, а в больших опухолях и разросшихся метастазах его мало. То есть K14, очевидно, служит переключателем: если его становится много, то в клетках запускается метастазная программа, которая побуждает их временно перестать делиться и отправиться в путь. По ходу дела та же программа помогает им приспособиться к новым условиям.

У одиночной клетки, вероятно, молекулярные процессы для метастазирования работают с перебоями – из-за нехватки K14. Сейчас большинство лекарств нацелены против «обычных», делящихся раковых клеток; возможно, для большей эффективности противораковой терапии нужно подобрать такие вещества, которые предназначались бы именно для блуждающих клеток – ведь они в силу некоторых молекулярных особенностей могут успешно уклоняться от действия стандартных химиотерапевтических препаратов.